新型直流固态限流断路器设计与分析

• 作者: 任志刚 姜楠 彭振东 杨晨光
• 来源期刊: 中国电机工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 固态限流断路器 集成门极换流晶闸管 普通晶闸管 小电流 故障大电流 分断时间 并联工作
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 直流开断技术
• 页码范围: 1028-1036
• 页数: 9页
• 分类号: TM71
• 语种: 中文
• DOI: 10.13334/j.0258-8013.pcsee.161699

摘要

采用功率半导体器件实现的固态断路器(solid state circuit breaker,SSCB)具有无弧、快速、精确的分断性能,应用前景十分广阔.该文在传统固态断路器基础上提出了一种基于集成门极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristor,IGCT)和普通晶闸管(silicon controlled rectifier,SCR)的新型直流固态限流断路器(solid state current limiting circuit breaker,SSCLCB)技术方案,能显著减小小电流分断时间,改善主开关IGCT并联工作的可靠性,提高断路器功率等级,并完成了1500V/4000A断路器原理样机的初步设计.在理想直流系统中的限流分断过程仿真结果表明,断路器能在50μs时间内实现13kA、20A/μs短路电流的换流分断,并将短路电流峰值限制在17kA以内.样机试验结果显示,4000A正常工作电流直接分断时间不超过10μs,并在50μs内完成了13kA短路电流的换流分断,验证了新型直流固态限流断路器技术方案的正确性和实际应用的可行性.